Summary Damen Schelde Naval Shipbuilding (DSNS) is part of the Damen Shipyards Group. DSNS is delivering naval vessels which can be divided in two product groups: the Combatants and Offshore Patrol Vessels and the larger Amphibious Support Ships and Naval Auxiliaries. The naval vessels are characterized by a high degree of integration of different systems onboard and are customized by client. The naval vessels are most time one-offs or small series. The market for the naval vessels changes from Europe to Asian countries. This new markets demand competitive prices and local production in combination with transfer of technology. DSNS has therefore developed the modular shipbuilding strategy. The question which is the basic for this thesis is: How is current Workflow Management System and does the current system complies with current project requirements: delivering on time, high quality, lowest cost? The delivering of one-offs customized naval vessels requires an engineer-to-order process. The growth process of engineering can be characterized by highly interrelated engineering activities, planned and ad-hoc information flows. The engineering process has to increase the productivity to lower the costs of engineering. The analysis of the engineering process results in the following requirements: Addressing engineering information to project participants in such a way that: firstly, the project participant receives the right engineering information and secondly, shortens the lead time between releasing and receiving of information. Controlling of the ad-hoc information flows to decrease the impact of them by analyzing the adhoc information flow and considering a cost effective and efficient solution which has the lowest impact on the total costs and delivering time of the project. The applied concurrent engineering approach requires the assignment of maturity levels to engineering information. The maturity level has to be assigned in more detail to parts of engineering documents. Implementation of manufacturing engineering which increases the efficiency of the engineering process and decrease the lead time between engineering and production. Disruptions of the engineering process have to be evaluated to improve the engineering project process of DSNS. The engineering disruptions, raised in ad-hoc information flows, have to be traced back to the source of them. The assignment description becomes: Develop a Workflow Management System that is able to manage the planned and ad-hoc information flows, which contributes to: - Lower cost - Increased efficiency of engineering - Identical or shorter throughput time of engineering vii
The Workflow Management System (WMS) will have a product-centered structure, with making use of current implemented Schelde System Work Breakdown Structure (SSWBS). The product structure is defined with use of a Product Relation Matrix, which contains vertically systems and horizontally system parts. The relation of system parts (components) to the system of the naval vessel are defined with functional and interface relations. The dependencies between system parts are defined by the relationship of both system parts to a similar system. The matrix is used for the following aspects: Firstly, the engineering workflow is defined as all engineering transformation functions applied to one relation. The relation value is the specification of a relation in an engineering document by product parameters. The engineering documents and activities are defined with use of sub- and aspect system of the Product Relation Matrix. The sub- or aspect system contains a collection of relation values. Secondly, the relation values are assigned with a maturity level. The relation value evolves with every step of the engineering process. From a global description into the contract specification into a detail specification for ordering until a 3D CAD model for detail engineering. The maturity level will be indicated on every relation value from Unworked to Approved. Thirdly, the Workflow Management System supports the engineering change procedure. The engineering change propagation can be analyzed with use of the Product Relation Matrix. After listing all affected relation values, the solution can defined in a meeting. Above procedures are supported by the assignments of tasks, sending of notifications to the project participants. Addressing of the engineering information is performed by using the link between the relations and the engineering activities. The Workflow Management System contributes to: A higher efficiency of the engineering process. The product, defined in the Product Relation Matrix, is able to address the engineering information to the engineer. Furthermore, the engineer is supported with a dashboard which displays the available engineering information and tasks which have to be performed. The Workflow Management System supports the engineering change procedure. The costs for the engineering process will decrease after earn back of the investment for the design and implementation of the Workflow Management System. The return on investment will be about two to three years. This can only be achieved with combined implementation of WMS with the new ERP software IFS. The throughput time of engineering will decrease. Firstly, the quick addressing of engineering information decrease the throughput time of engineering. Secondly, the Workflow Management System will result in less rework. Thirdly, the handover of engineering changes to production will have been shortened. The implementation of maturity levels in the 3D CAD model will make it possible to use the 3D CAD model for communication of engineering information. viii
Samenvatting Damen Schelde Naval Shipbuilding (DSNS) is onderdeel van de Damen Shipyards Group. DSNS levert marineschepen welke kunnen worden onderverdeeld in twee productgroepen: fregatten en offshorepatrouillevaartuigen en de grotere Amfibische Ondersteuning Schepen. De marineschepen worden gekenmerkt door een hoge mate van integratie van verschillende systemen aan boord en zijn klant specifiek ontworpen. De marineschepen zijn meestal eenmalige bestellingen of kleine series. De markt voor de marineschepen zal veranderen van Europa naar Aziatische landen. Deze nieuwe markten vergen concurrerende prijzen en het toepassen van lokale scheepsbouw, in combinatie met de overdracht van kennis. DSNS heeft hiervoor de modulaire scheepsbouw strategie ontwikkeld. Naar aanleiding hiervan is de volgende onderzoeksvraag gesteld: Hoe is het huidige Workflow Management Systeem en voldoet het huidige systeem aan de project eisen: levering op tijd, hoge kwaliteit en lage kosten? De kleine ordergrootte van marineschepen vereist een engineer-to-order proces. Het groeiproces van ontwerp kan worden gekarakteriseerd door sterk onderling samenhangende activiteiten, geplande en ad-hoc informatiestromen. De productiviteit van het ontwerp proces zal moeten worden verhoogd voor lagere ontwerpkosten. De analyse van het ontwerpproces resulteert in de volgende eisen: Adresseren van engineering informatie naar projectdeelnemers op een zodanige wijze dat: Ten eerste, de projectdeelnemer de juiste informatie ontvangt en ten tweede de doorlooptijd tussen vrijgave en ontvangst van informatie wordt verkort. Management van de ad-hoc informatiestromen om de gevolgen voor kosten en doorlooptijd te beperken. Dit is mogelijk door het analyseren van deze informatiestromen en het kiezen van een kosteneffectieve en efficiënte oplossing. De toepassing concurrent engineering vereist de toekenning van betrouwbaarheid indicaties op engineering informatie. Voor een hogere mate van detail hierin dient de inhoud van de documenten verder te worden gedefinieerd in kleinere delen. Deze delen kunnen ieder worden toegekend met een eigen indicatie. Implementatie van manufacturing engineering welke de efficiëntie verhoogt van het engineering proces en de doorlooptijd verlaagt tussen engineering en productie. Afwijkingen van het engineering proces moeten worden geëvalueerd om tot een verbetering van het proces te komen. Van de afwijkingen die uit de ad-hoc informatiestromen blijken, moet de oorzaak worden herleid. ix
De opdrachtomschrijving wordt: "Ontwikkelen van een Workflow Management Systeem dat in staat is om de geplande en ad-hoc informatiestromen te beheersen, en bijdraagt aan: - Lagere kosten - Verhoogde efficiëntie van het engineering proces - Identieke of kortere doorlooptijd van engineering" Voor het Workflow Management Systeem (WMS ) is een product-georiënteerde structuur noodzakelijk, met gebruikmaking van de huidige geïmplementeerde Schelde System Work Breakdown Structure (SSWBS). De product structuur wordt bepaald met behulp van een Product relatie Matrix, die verticaal systemen en horizontaal system parts bevat. De relaties van de system parts tot met systemen worden gedefinieerd door functionele en interface- relaties. De afhankelijkheid tussen twee system parts is gedefinieerd bij de relatie van beide system parts tot een gelijk systeem. De matrix wordt gebruikt voor de volgende aspecten: In de eerste plaats wordt de engineering workflow gedefinieerd als alle toegepaste transformaties op een relatie. De relatiewaarde is de beschrijving van een relatie in een engineering document met product parameters. De inhoud van technische documenten en activiteiten wordt bepaald met gebruik van sub- en aspect systemen van de Product Relatie Matrix. Het sub- of aspectsysteem bevat een verzameling van relatiewaarden. In de tweede plaats worden de relatiewaarden toegewezen met een betrouwbaarheidsindiciatie. De relatiewaarde verandert bij elke stap van het engineeringproces. Van een globale beschrijving in de contractspecificatie in een detail specificatie voor het bestellen tot een 3D CAD-model voor detail engineering. De betrouwbaarheid van elke relatiewaarde zal worden vastgesteld van Onbewerkt tot Goedgekeurd. In de derde plaats ondersteunt het Workflow Management Systeem het wijzigen van het ontwerp. De gevolgen van een wijziging van het ontwerp kunnen worden geanalyseerd met gebruik van de Product Relatie Matrix. De oplossing kan worden vastgesteld in een afrondende vergadering. Bovenstaande procedures worden ondersteund door het toewijzen van taken en het verzenden van notificaties aan de deelnemers aan het project. Het adresseren van informatie wordt uitgevoerd met behulp van de link tussen de relaties en de engineeringactiviteiten. Het Workflow Management Systeem draagt bij aan: Een hogere efficiëntie van het engineeringproces. Het product, gedefinieerd in de product Relatie Matrix, is in staat om de informatie te adresseren aan de deelnemer van het project. Verder wordt de deelnemer ondersteund met een dashboard waarin de beschikbare technische informatie en taken die moeten worden uitgevoerd, worden weergegeven. Het Workflow Management Systeem ondersteunt de procedure voor ontwerpwijzigingen. De kosten voor het ontwerpproces zullen lager worden nadat de investering voor de opzet en invoering van het Workflow Management Systeem is terugverdiend. De terugverdientijd zal x
ongeveer twee tot drie jaar bedragen. Dit kan alleen bereikt worden met een gecombineerde ontwikkeling en invoering van WMS met de nieuwe ERP- software ' IFS. De doorlooptijd van engineering kan verminderen. Ten eerste verlaagt de snelle adressering van informatie de doorlooptijd van engineering. Ten tweede kan het Workflow Management System resulteren in minder benodigde tijd aan aanpassingen in het ontwerp. Ten derde kan de overdracht van wijzigingen aan het engineering proces sneller gaan. De implementatie van betrouwbaarheid indicaties in het 3D CAD-model maakt het mogelijk om het 3D CAD-model te gebruiken voor de communicatie van engineering informatie. xi